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Revêtement.
Cette invention concerne la galvanoplastie et plus spécialement un nouveau procédé ainsi due le produit oui en découle.
Lors de l'application de dépôts métallioues électrolytioues sur des pièces brutes,,il est souhaitable de créer lp plus rapidement, une épaisseur prédéterminée de dépôt électro- lytique, avec une quantité aussi élevée Que possible. En galva- noplastie, la qualité est un facteur tellement important aue la vitesse est sacrifiée presque invariablement, s'il est nécesspire d'obtenir une bonne qualité de dépôt électrolytique. Dans la pratique actuelle, il est bien connu que le plus haut degré d'expérience ainsi qu'un soin et une attention incessants sont requis pour produire des dépôts électrolytiques uniformes de qualité élevée.
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Une galvanoplastie acceptable nu point d- vue cOY'Jr:1ercie.l nécessite un. revêtement homogène, unifoT''11(''-ent t;'r>is et lisse. Dans beaucoup de cas, le recouvrement doit être aussi brillant due possible pour éviter un traitement ultérieur de meulage et de polissage exagéré. L'industrie se contente souvent d'un revêtement non homogène, relativement irrégulier et
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dfpl?isB'111'lent rugueux, parce otieou bien il est trop coûteux d'assurer un meilleur travail ou bien, comme c'est souvent le
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cas, on ne peut produire un --ieille-ur recouvrement. On compte alors sur le polissage rt',C2nlCue pour 8mltorer l'4%tat du zal plaqué.
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On doit habituellenent mener la galvanopipstie avec des densités de courant.relativement minimes, afin d'étre certain à'assurer un dépôt métallique satisfaisant. De même9 la gava- noplastie d'objets de forme irrégulière nécessite une expérience considérable, au point de vue de la disposition des anodes
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et du choix judicieux des densités de courant et de la composttion de 114lectrolyte.
Ainsi, une pièce cylindrique t*1%e ai.i'vn tube cu un fil peut être reauuverte par. galvanoplastie avec des densités de courant relativement élevées et on obtient un métal plaqué généralement d'assez bonne oualité. Cornue on traite des
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formes de plus en plus irrégulieres beaucoup de nrobl .m8S se posent et il devient de plus en plus difficile d Assurer un dépôt électrolytique uniforme et horiogène. Un? feuille carrée est beaucoup plus délicate à plaquer avec succès qu'un cylindre, tandis qu'une pièce présentant des saillies, des recoins et des cavités exige des conditions spéciales pour assurer un bon trevail de recouvrement,
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On a éprouvé des difficultés p/-L ti-3iJli.érpr#mnt grandes.
P recouvrir, par galvanoplastie, des pièces brutes d.e dnôts 6tallirtues épais d'une Frrisseur égale ou supérieure µ 0,0l'i (o,25 :po). Les dépôts électrolytiques tep(leY1t a devenir propressivenent plus noduleux, rugueux, d'épaisseur irrégulicre et se
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présentent souvent sous forme de revêtements grossiers, cristallins ou ramifiés. On a constaté que la galvanoplastie tend à déposer au début du métal en bon état mais que la structure et l'aspect du dépôt deviennent rapidement mauvais lorsque l'opé- ration se poursuit.
En traitant une pièce brute au moyen d'une solution quelconque d'électrolyte, la densité de courant admissible est limitée à la. valeur qui appauvrit l'électrolyte se trouvant au voisinage immédiat de la pièce traitée de sorte que le nombre d'ions du métal n'est plus suffisant pour correspondre au courant électrique appliqué. Au delà de cette valeur une certaine quantité de l'eau de l'électrolyte commence à se décomposer et de l'hydrogène se forme à la surface de la pièce traitée. Cela réduit le rendement du recouvrement, l'hydrogène tendant à couvrir la surface de la pièce. Ce phénomène est connu sous le nom de polarisation. Le @ recouvrement est mené habituellement à un régime tel qu'il empêche l'apparition d'une polarisation importante.
Une certaine polarisation apparaîtmême dans les opérations de recouvrement conduites le plus soigneusement mais peut généralement être maintenue dans des limites raisonnables. La polarisation est cause d'inefficacité et d'irrégularité du revêtement et occasionne ainsi des pertes 'dans le processus complet de recouvrement.
La présente invention prévoit l'application, à la pièce traitée de courant'suivant un cycle déterminé: le courant est appliqué de'telle sorte qu'une épaisseur donnée de métal est déposée électrolytiquement sur la pièce, à des intervalles prédéterminés, puis le courant est inversé de telle sorte qu'une partie de la couche électrolytique est réenlevée, précisément la partie peu solide et de basse qualité. De cette façon, la pièce brute est recouverte de telle manière qu'elle acquiert un dépôt uniforme composé d'un grand nombre de corpuscules de métal pur, très fins et liés de façon homogène. On a trouvé de nombreux avantages à exécuter le recouvrement
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electrolytictue de pièces selon le cycle de courant conforme à
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cetteinvention.
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On a. suggère autrefois de réaliser 1,'" galvanoplastie en interrompant l'oppration par intervalles et en juversant brièvement le courant pendant une petite fraction da seconde dans le but de dépolariser uniquement la couche supérieure et en reprenant ensuite l'opération. Ce p1'oc(d! t/ essay''' ''fais ne produit aucune p'11l.ioréJtion..Au contraire, on =.Xr.tise des recouvrements excellents tout à fait inattendus en <'DPliom'l1t, confor:l1()jent à l'invention, un courant inverse suffisant pendant un tS"1PS assez long pour d'trcher l2 partie de recouvrenent neu solide et de basse qunlit40 Le but principal de L'invention est de rcurnir corrr'ne d4pot gplvanoplpstir11J8 une couche f-lectrolytirlJ8 pure et }1C- 1'ro <9ne.
L'invention consiste ;r111C2?' e"'Pnt pn un DrocÂè!/ de dépôt ??lot'1J¯iCtJ plectl'olytin1Je sur une pièce 1W1Jt0, "11 '11.0'18''1 d'BQ lsctro1yte;iI comprend l':pyclica tion de 1.'lectro17te 1. 1 nièce a,rute9 le p,r'ss"f':e d'111'1 courant Atec.rirue 1 trrvors la pièce et llectrolyte afin de rendre cette piôcr- cpth0è!iue, pendant lme période de temps pr4âàtetmin'p, éJr-ns le nl1t de déposer '!;lectrolytiq1J81'lent du "'71!tpi sur 18 rd8ce, l'inversion du courn.nt afin de rendre la même pièce pnodirue, le courant 2vpnt une densité telle et Rtant appliou pendant vn te'"r)s suffisant pour 0ue le métal peu solide et de basse ("l1lit ôposÀ electrolytio1Je'11ent soit enlevé;, le Y('8tel d±pcsÀ !18ctrol,,'tiC'lJ':Plent (non lr pièce elle-même) étant de l1rpfpronce soluble d 0ns 1-':fii¯ecttolyrte durant l-'application du courant inverse:
, et 1'" ripétition du cycle du courant jusque ce aucune Epaisseur prdteroin de J11étal pur ai t 6t d0pose flectrolyt5.01J8','Ocmt
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sur la pièce.
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L'invention ressortira clairement après 1" description
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détaillée suivante donnée à titre d'exemple et illustrée dans le dessin annexe.
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.
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La fig.l est une coupe verticale d'un dispositif de galvanoplastie.
La fig.2 est un .graphique donnant le temps en fonction du courant utilisé dans le cycle galanoplastique.
La fig.3 est une coupe transversale, fragmentaire et fortement agrandie, d'une pièce brute et de son recouvrement électrolytique déposé par des procédés classiques-,
La fig. 4 est une coupe transversale, fragmentaire et fortement agrandie, d'une pièce brute et de son dépôt élec- trolytique déposé suivant le procédé conforme à l'invention.
La fig.5 est une vue en perspective d'un électro-aimant, et la fig.6 est une vue en perspective d'un châssis rec- tangulaire.
Suivant l'invention, non seulement on peut réaliser la galvanoplastie à des vitesses plus élevées que celles oui sont habituellement possibles, mais, chose encore plus importante, on peut contrôler la qualité des dépôts électrolytiques produits de telle sorte au'ils'sont supérieurs à tout ce qui a été obtenu auparavant dans la technique du recouvrement.
En résumé, on a découvert que le procédé de galvanoplastie ainsi que les dépôts produits électrolytiouement peuvent être fortement améliorés en appliquaht à la pièce brute soumise à la galvanoplastie un courant alternatif par leouel la pièce brute est alternativement cathodique pendant une période de temps allant d'environ 2 secondes à 40 secondes, puis anodique pendant une période de temps allant environ de 0,5 sec. à 10 secondes. La phase anodique du cycle du courant devrait correspondre à une densité de courant suffisante et être appli- quée pendant un temps suffisamment long pour détacher le métal peu solide et de basse qualité déposé pendant la phase cathodique précédente du cycle.
En particulier, la partie anodique ou de "déplaquage" du cycle devrait appliquer au moins 10% des 'Coulombs du courant fourni à la pièce brute¯pendant la partie
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cathodique du cycle. On 1:1 obtenu les meilleurs réS1Jl tE' ts 1)our le recouvrement d'à peu près tous les 1.it.vi>x, quand In pnpse pnodiaue du courant applique à la pièce entre 20 et 40"1 des Covlornbs du courant appliqua pendant la ph?se cithodinue du cy-
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cle.
La phpse cathodique du cycle de recouvreront peut
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avoir une densité de courant maintes fois supérieure à 1' densi t/' de courant admissible d8ns le procfcV de recouvrement c18 ssic'ue à courant continu. Puisque la phase de recouvrement du cycle ne dure que Quelque 2 à 40 secondes, la polarisation est négligeoble et ne pionte pas à un degr aussi plevn nue celui qui epparaitrait si la. même densité de courant fait
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utilisée avec l'emploi de courant continu. Lorsque le courant
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est inversa et la pièce rendue pnodinue, il est souvent sovbmit,-bl.e de transmettre une densité de courant nueloue :Jeu Sl1nrieure à celle de la phase cathodique du courent ou nh^se de recouvrement du cycle.
Dens de nombreux cas, on r obteriu d'excellents r6-svltzts quand le densité du courant pnodi'-'ue ? t de 50 à 100 plus 7¯eve que la densité du courant c>thodique.
On 8 obtenu de nombreux résultats d'une nU[11it inattendue en déposant 6lectrolytinuement un --'tpl sur une pièce brute avec un électrolyte faisant usage du cycle de courent alternatif qui constitue le -articu7.rït de cette invention. La. vitesse requise pour déposer une donn ,P de met"! sur une pièce brute est fortement 2 CCrlJe et, à "n5 de nomfreux cas, on neiit appliquer l'épaisseur reCl1Üse chJ d'''pot "'u moyen du ':!ê'J1e électrolyte, en un terrrps compris entre 50 et 20V de celui nécessaire qupnd on emploie seulement le courant con- -tinv. Cependant, l'avantnge principal est Ip 0u?ltt rprnU2ble du 7lpt81 d4pos' p,lectrolytiouement pp'r le proc,cdr conforme â cette invention. Les surfaces des dépôts 4lectrolytinues sont beaucoup olus brillantes.
Dans de nombreux cas, les dp6ts -1 pc- 5l,
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trolytiques créés en pratique par la présente invention sont tèllement lisses et polis qu'on n'a jamais rien obtenu de com- parable auparavant,par n'importe quel procéda de galvanoplastie.
..Dans presque tous les cas (sauf dans celui du chrome, comme cela sera expliqué plus loin), l'égalité, la. dureté, 1'uniformité, la couleur et la résistance à la corrosion du métal déposé électrolytiquement suivant le procédé conforme à cette inven- tion sont absolument supérieures à celles des mêmes métaux re- couverts au moyen du même électrolyte en faisant usage de cou- rant continu. D'autres avantages de l'invention apparaîtront plus loin, quand le processus sera décrit en détail.
La fig.l du plan montre une cuve de galvanoplastie 10 munie d'une chemise intérieure 12, inattaquable chimiquement, dans laquelle se trouve l'électrolyte 14 ayant une composition convenant au plaquage du métal désiré. Les barres conductrices
16 et 18 sont alimentées chacune par la source 20 de courant alternatif satisfaisant aux exigences exposées ici. La source de courant alternatif 20 peut être un alternateur conçu pour -engendrer du courant suivant le cycle désiré. Dans d'autres cas, la source de courant alternatif 20 peut être une source de courant continu, telle qu'une batterie, 'une dynamo ou un re- dresseur, qui.est combinée avec des relais appropriés inversant 'des commutateurs et avec des résistances actionnées par une mi- nuterie, afin d'inverser le courant à des moments prédéterminés conformément à l'invention.
Dans d'autres cas, on peut imaginer . d'autres mécanismes appropriés à réaliser le cycle désiré du courant. La barre conductrice 16 porte un crochet 22 qui sou- tient la pièce brute 24 à, plaquer. Le crochet 26, soutenu par la barre conductrice 18, porte une anode appropriée 28.
La fig.2 du plan illustre le cycle du courant alter- natif qui est appliqué à la pièce 24 par le générateur 20. Au point 0-A, la pièce brute 24 devient cathodique et commence à se recouvrir de métal. Pour la plupart des besoins, la densité du courant en A sera supérieure à celle au'on utilise habituelle-
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ment en employant seulement du courant continu, toute autre cho- se égale d'ailleurs. Toutefois, il devrait être entendu nu'il. n'est pas indispensable d'utiliser des courants plus élevés oue ceux employés normalement quand on se sert uniquement du courant continu. On assurera un excellent revoteront de la pièce brute, même si la densité du courant en A @ une valeur inférieure à la normale.
La présente invention donne une latitu- de plus large pour les densités de courant qu'auparavant. La seule limitation est que la densité de courant en A ne doit pas atteindre une valeur si élevée que le métal plaqué soit surchauffe ou au'un dégagement gazeux excessif ou d'autres effets surviennent durant le bref moment où la pièce est catbo- dique. Le temps de A à B peut être compris à peu près entre
2 à 40 secondes. La durée choisie dépendra de l'électrolyte auquel le procédé est applique/de la forme de la pièce traitée, ainsi que d'autres conditions. Le courant cathodique entre A et B est figuré comme un courant constant.
Toutefois, le courant ne doit pas être nécessairement uniforme; il peut être ondulé ou pulsatoire, par exemple en superposant un courant alternatif au courant cathodique continu, ou bien le courant peut présenter au point B une valeur plus élevée au'au point A. D'habitude, cependant, le courant entre A et B sera relative'nent constant;, étant donné qu'un courant uniforme est obtenu le plus facile- ment et le plus économiquement. Au point B, le courant est inversé soudainement jusqu'à la valeur C, et la pièce 24 est rendue anodioue. Comme représentée la densité du courant anodique en C est supérieure à la densité du courant cathodi- que.
Dansla plupart des cas, on constatera aucune densité de courant anodique plus élevée est nécessaire pour assurer les résultats annoncés par l'invention. Toutefois, dans beaucoup d.e cas, on a constaté que la densité du courant anodique peut être la même que la densité du courant cathodi- que. Le critère important du courent anodiaue ou inversé en C , est au'il soit en rapport avec l'électrolyte de façon qu'une
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bonne quantité de la couche galvanoplastique soit enlevée. Le 'courant anodique est-appliqué pendant une période de temps allant d'à peu près 0,5 à 10 secondes, suivant le courant cathodique ou de recouvrement correspondant.
Le-produit du temps par le courant anodique devrait avoir une valeur en Coulombs égale au moins à 10%, et de préférence entre 20 et 40%, des Coulombs du courant appliqué pendant la partie cathodique du cycle. Le courant entre C et D ne doit pas être constant comme représenté : il peut être ondulé ou pulsatoire ou variable de façon quelconque. En D, le courant est de nouveau inversé, la pièce brute est rendue cathodique et le cycle recommence. Dans tous les cas, le cycle sera dissymétrioue. Le cycle 0-A-B-C-D-E est répété jusqu'à ce qu'une épaisseur convenable de métal recouvre la pièce brute. La pièce brute est retirée de l'électro- lyte 14 de préférence pendant la partie CD du cycle, quand la pièce est anodique, étant donné que le poli du métal plaqua est le meilleur à ce moment.
Lorsque la. pièce 24 est soumise au cycle de courant représenté sur la fig.2, on constatera que l'électrolyte 14dépovitesse entre les points A et B, pendant environ 2 à 40 secondes. L'expérience a montré que le métal déposé durant ce temps n'a pas une qualité uniforme mais irré- gulière. On a constaté que le métal déposé d'abord est de qualité meilleure et est plus solide que le métal déposé par'après; en particulier, le métal déposé ultérieurement, devient moins dense, de structure'plus grossière et de poli et d'uniformité moindres. Des saillies pointues, des endroits surélevés et des'coins tendent à affermir le métal déposé plus rapidement que des zones plates ou que des renfoncements.
Lorsqu'il est- soumis à la partie anodique du cycle entre les points C et D, le métal de basse qualité et peu solide est enlevé, laissant un dépôt électrolytique de métal de très bonne qualité. La partie de "déplaquage" du cycle ne fait pas plus qu'enlever du , métal peu solide. L'expérience montre que le métal déposé anté-
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rieurement en.excès est dissous de préférence de manière à enlever plus de métal des coins, bords et saillies rugueuses (telles que des points élevés, des noeuds et des parties semblables qui sont microscopiquement élévées) que des régions planes et des surfaces générales.
Des rayures, des pores et d'autres discontinuités et imperfections de la surface d'une pièce'brute sont de même traités de manière imprévue par le recouvrement fait suivant un cycle alternatif de courant. En se référant aux figs. Zet 4 du plan, celles-ci illustrent des coupes transversales, fortement agrandies, d'une pièce brute 30 ayant une bavure 32, ime éraflure 34 et un pore 36 composé d'une inclusion relativement non-conductrice, telle que, par exemple, un grain d'oxyde du métal, de scorie, de charbon ou de sable. Sur la pièce de la fig.3, lorsqu'elle est soumise au revêtement normal par courant continu, le dépôt électrolytique de mtal tend à accélérer fortement sa croissance sur la bavure 32, suivant un phé- nomène bien connu.
En conséquence, un noeud 38 est créé sur la bavure 32, en particulier si le recouvrement présente une épaisseur appréciable. A l'éraflure 34, le métal déposé électrolyti- quement forme un creux exagéré 40 qui comporte des flancs relativement verticaux qui sont plus épais que la partie principale du métal déposé électrolytiquement, tandis ou'est déposée dans le creux de l'éraflure une épaisseur moindre que dans la partie principale du métal déposé électrolytiquement. Au pore 36, le métal déposé électrolytiquement constitue une lèvre légèrement plus épaisse entourant le pore sans que du métal soit déposé en pratique sur l'inclusion relativement non-conductrice. Il est manifeste que la surface de la pièce plaquée 30 de la fig.3 devient plus rugueuse au fur et à mesure que le revêtement est poursuivi.
Pour la résistance à la. corrosion, le métal déposé n'est pas satisfaisant, puisqu'il y a des parties beaucoup plus minces que l'épaisseur moyenne du métal déposé et puisque ces
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parties plus faibles céderont évidemment avant que l'épaisseur moyenne du métal déposé soit attaquée.
La fig. 4 du dessin représente une pièce brute plaquée 30,qui montre l'amélioration du dépôt électrolytique réalisée par l'emploi du procédé de recouvrement par coùrant alternatif, suivant l'invention. Quand la pièce brute 30, qui comporte une bavure 32, une éraflure 34 et un pore 36, est soumise à la gal- vanoplastie suivant le cycle de courant alternatif, une saillie correspondante est déposée électrolytiquement sur la bavure 32; toutefois elle présente un rayon plus grand et beaucoup moins de différence de hauteur avec la couche moyenne du métal qui en est voisin que cela ne se produirait avec le recouvrement à courant continu. Il ne se forme pas de nodosités. On constatera que le métal est plaqué sur l'éraflure 34-de telle façon qu'il remplit presque l'éraflure. Par conséquent, l'éraflure est ren- due moins proéminente.
Il en résulte dès à présent une protec- tion meilleure tout comme une surface plus égale. L'inclusion 36 est bientôt-complètement recouverte grâce au procédé de l'invention actuelle. Il sera manifeste que les surfaces créées par le recouvrement suivant l'invention sont plus lisses que la surface primitiyedu métal brut. L'uniformité du métal plaqué est de beaucoup supérieure à tout dépôt électrolytique produit au- paravant par des'méthodes classiques. Il doit être entendu, naturellement, que seules des irrégularités faibles ou micros- copiques sont égalisées.' Les contours principaux de la pièce brute sont totalement suivis 'et épousés par le métal déposé.
Les résultats inattendus, comme ceux que,montre la. fig.4, peuvent par exemple être.expliqués de la façon suivante mais peuvent aussi bien provenir d'autrés causes découlant du procédé de cette invention. Après le dépôt de métal sur la piè- ce brute 24 pendant environ 2 à 40 secondes, du métal de basse qualité et peu solide est enlevé durant la parti.e anodique suivante du cycle et est remis en solution'au voisinage immédiat
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de'la pièce brute. Toutesles élévations, coins ou saillies, sont "déplaquées" à une allure plus rapide que les régions planes principales du dépôt électrolytique. lly a plus de métal 44 enlevé à la bavure que sur le reste du recouvrement.
Le métal dans l'éraflure 46 'est enlevé à une allure moindre que les lèvres de l'éraflure ou que les autres parties du recourvreement.
Lorsque la partie cathodique du cycle de recouvrement est appliquée de nouveau à la pièce brute, la concentration du métal au voisinage de la pièce brute est anormalement élevée et, de ce fait, le recouvrement débute et est maintenu pendant une partie de la période avec un rendement approximatif de 100%, dans beaucoup d'électrolytes. La concentration du métal à l'intérieur et près de l'éraflure 34 est assez élevée pour plaquer rapidement les 2 côtés de l'éraflure, et l'éraflure est remplie à l'intérieur plus rapidement que l'on obtient la couche principale de métal de dépôt. Cependant, des saillies telles que 44 ne s'épaississent pas beaucoup plus que la couche principale..Par conséquent, aucun effet de nodosité ou de développement ne se fait jour.
En étant répétée, la partie anodidue du cycle réduit de nouveau les saillies de préférence aux éraflures ou à. d'autres creux microscopiques et on obtient ainsi une surface progressivement plus uniforme. Il sera clpir oue la partie anodique, combinée à la partie cathodiaue du cycle du courant, communique au métal plaqué des caractéristiques nouvelles et imprévues.
D'autres effets avantageux assurés par. la partie anodique du cycle résident dans le rechargement en ions métalliques près de la pièce brute, en enlevent du métal de basse qualité et peu solide. La partie anodique'du cycle ne représente par conséquent pas de l'énergie perdue puisque le recouvrement pendant la. partie cathodique subséquente du cycle est activée et est plus efficace par suite du réapprovisionnement en métal dans l'électrolyte voisin.
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Lors de la mise en pratique de l'invention, on a obtenu des résultats exceptionnellement favorables en déposant électrolytiquement du cuivre, du laiton et de l'argent. On a produit des dépôts électrolytiques de zinc, de nickel, d'étain, d, e cadmium et d'or supérieurs à de nombreux égards à ceux ob- tenus par n'importe quel procédé classique de galvanoplastie.
Dans tous ces cas, les électrolytes utilisés étalent ceux employés normalement. Aucune modification importante de la composition n'est nécessaire pour obtenir les avantages de 'l'invention actuelle. On a constaté que le cycle à courant . alternatif de cette invention donne de bons résultats non seu- lement avec des électrolytes classiques de recouvrement mais .également avec des électrolytes modifiés pour mieux adapter le courant au métal àntraiter. On a rencontré une 'seule exception dans le dépôt de chromer lorsqu'on appliquait le courant in- verse ou de "déplacage", c'était le métal brut qui s'enlevait au lieu de la feuille de chrome.
Quelques exemples suivent, de divers électrolytes.employés et-métaux déposés avec le cycle à courant alternatif conforme à cette invention:
EXEMPLE l.-
On a préparé un électrolyte contenant cuivre 7,35 ounces par gallon (208, 37 gr. par 3,78 lit.) cyanure de potassium non combiné 1,80 ounces par gallon @ (42,52 gr. par 3,78 lit.) hydroxyde de potassium 2,48 ounces par gallon ' ' (70,3 gr. par 3,78 lit.) agent additionnel:. 8 ccm par gallon' (3,78 lit).
La pièce brute 50 de forme complexe que montre' la fig. 5 du dessin a été recouverte dans un bain électrolytique comme le montre la fig.l. La piéce 50 est un électro-aimant en alliage fer-cobalt ayant une surface approximative de 1/12 de pied carré (0,0077 m2). Les conditions posées demandaient pour le revêtement électrolytique une épaisseur de cuivre,'comprise à peu près entre 0,018" et 0,020" (0,45 à 0,50 mm), ayant un poids total compris entre 28 et 33 gr. On reconnaîtra immédiate-
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ment que le recouvrement de la pièce 50 serait très difficile si on exigeait un placage raisonablement lisse et uniforme. La température de l'électrolyte a varié entre 140 F et 210 F (60 à 99 C). Le pH fut maintenu à 12 ou au-dessus.
L'électrode 28 était une anode en cuivre. La pièce 50 fut traitée dans l'électrolyte de cuivre, suivant le cycle suivant de courant alternatif:
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<tb>
<tb> Temps <SEP> Courent
<tb> Cathode <SEP> 15 <SEP> secondes <SEP> 65 <SEP> ampères <SEP> par <SEP> pied <SEP> carré <SEP> (0,0929 <SEP> m2)
<tb> Anode <SEP> 3 <SEP> " <SEP> 100 <SEP> " <SEP> <SEP> " <SEP> (0,0929 <SEP> m2)
<tb>
La densité effective du courant était de 37 ampères par pied carré (0,0929 m2). En un temps de placage de 5 heures, plusieurs aimants correspondant à la pièce 50 furent recouverts de 3,7 et de 32,¯ gr. de cuivre, respectivement.
Pour assurer le même poids de cuivre sur les électro-aimants, le recouvrement avait' nécessité entre 9 et 11 heures avec le système de cuivrage connu comme le plus rapide et utilisable avec le courant conti- nu. Outre le recouvrement plus rapide parle procède de cette invention, la feuille de cuivre déposée sur la pièce 50 était plus brillante et plus égale que tout antre cuivrage connu antérieurement. Elle était extrêmement adhérente.
On a enlevé à l'aimant 50 des échantillons du recou- vrement en cuivre produit par le procédé de cette invention et on a constaté que leur densité dépassait d'environ 25 à 50% la densité d'un recouvrement en cuivre d'épaisseur équiva- lente, aussi bon qu'il serait possible de l'obtenir d'un bain à courant continu ayant à peu près la même composition. Le métal cuivré préé par la mise en pratique de cette invention était flexible et beaucoup plus dur oue le cuivre déposé de ''lanière classique. Ce dernier cassait facilement, lorsqu'il était plié dans un doigt, et présentait une structure cristalline rugueuse, tandis que la feuille de cuivre de lp présente in- vention ne cassait pas et présentait au contraire une élas- ticité considérable lorsqu'elle était pliée dans la main.
Lors n
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de la rupture de la feuille de-cuivre de cette invention, on a observé que la struture était beaucoup plus fine que celle du meilleur cuivre plaqué par courant continu..
Diverses pièces brutes cuivrées en faisant usage du cycle à courant alternatif de cette invention ont résisté beaucoup mieux à la corrosion que le cuivrage classique. Par. exemple, une épaisseur de 0,000511 (0,0127 mm) de cuivre plaaué par du courant continu sur des plaques en acier offrait moins de résistance à la corrosion par un jet pulvérisé de sel qu'une épaisseur de 0,00035" (0,0089 mm) de cuivrage'produit par le procédé de cette invention.
EXEMPLE II.-
Un électrolyte de cyanure de cuivre semblable à celui de l'exemple I a été appliqué à une pièce identique à celle que montre la fig.5 du plan soumise à la galvanoplastie suivant le cycle ci-dessous.
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<tb> temps <SEP> courant
<tb> cathode <SEP> 15 <SEP> secondes <SEP> 90 <SEP> amp. <SEP> par <SEP> pied <SEP> carré <SEP> (0,0929 <SEP> m2)
<tb>
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anode 5 il 90 il il Il Il rr
La densité effective du courant était de 45 amp. par pied carré (0,0929 m2). En 3, 1/2 heures, furent déposés sur la pièce 30,37 gr. de cuivre ayant une épaisseur de 0,012" (0,3 mm).
La pellicule de cuivre avait une apparence très lisse et luisante. Des essais électriques de résistance de la pellicule de cuivre ont indiqué qu'elle était aussi conductrice que 31 grammes (épaisseur 0,01811, soit 0,451 mm) de cuivre appliqué au moyen du même bain pendant une période de 11 à 12 heures en faisant usage du courant continu.
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EXEMPLE III.Soit,l'61ectrolyte cuivre-sels de Rochelle suivant:
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<tb> Cyanure <SEP> de <SEP> suivre <SEP> 4 <SEP> ounces <SEP> par <SEP> gallon' <SEP> 113 <SEP> gr. <SEP> par <SEP> 3,78 <SEP> lit. <SEP> )
<tb> Cyanure <SEP> de <SEP> sodium <SEP> 5,1 <SEP> " <SEP> 145 <SEP> "
<tb> Carbonate <SEP> de <SEP> sodium <SEP> 2 <SEP> " <SEP> 57 <SEP> "
<tb> Cyanure <SEP> de <SEP> sodium <SEP> 5,1 <SEP> " <SEP> (145 <SEP> ")
<tb>
La température de l'électrolyte était de 160 F (71 C).
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On 8ppliqu à la pièce de forme complexe de lp fiez 5 le cycle à courant alternatif suivant:
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<tb>
<tb> Temps <SEP> courant
<tb>
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cathode 14 secondes 90 8p. par pied cprrp (0,0929 m2)
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<tb>
<tb> anode <SEP> 3,5 <SEP> " <SEP> 120 <SEP> "
<tb>
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La densité effective du courant tai de 48 ^pres par pied carre (0,0929 m) . Le dpôt produit lectrolvtivement stc: i t poli et 1J11i. Le cuivre presentsit une r<11,:,lité aÍissi 'éleV1ée que c,elui produit avec 16lectrolyte de cyanure si.n;1-e des exemrles I et II.
EXEMPLE ,17.-
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On preparp comme suit un électrolyte pour le pitonnage
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<tb>
<tb> cyanure <SEP> de <SEP> cuivre <SEP> 30 <SEP> gr. <SEP> par <SEP> litre
<tb> cyanure <SEP> de <SEP> zinc <SEP> 9,49
<tb> cyanure <SEP> de <SEP> sodium- <SEP> 56 <SEP> "
<tb>
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La température de l'électrolyte 6tpit de 100 F (78 C)< Des plaques rectangulaires en acier d'une surface de 0,1 pied
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c9rrÁ (0,009s m2) plaquées de cuivre furent recouvertes dns l'61cctrolyte de laiton en faisant uSRge des valeurs dcrois-- s?.ntes de courant suivantes:
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<tb>
<tb> temps <SEP> courent
<tb>
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cathode 3 secondes 150 à 25 amD.p2r pied carrp (0,0929 mu}
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<tb>
<tb> anode <SEP> 0,8 <SEP> " <SEP> 95 <SEP> à <SEP> 67 <SEP> "
<tb>
La densité effective du courant était de 50 amp. -car
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pied carre (0,0929 nW) . Un résultat inattendu fut nue le dépôt électrolytique était un laiton très brillant. Il /t"i t sou'hPitpble d'obtenir im laiton brillant directement par l8 cplvpnoplastie; auparavant, cela nenvait jamais t fendu possible commercialement pour n'importe quel procôd± connu de recouvrement. Les essais de lp pellicule de laiton ont montre (lU' elle était plus -gale et plus homogène aue In pellicule de 1 r iton habituelle, tout comme elle adhérait plus fortement et ré- sistait beaucoup mieux à la corrosion.
Le laiton était plus compact que celui obtenu par la galvanoplastie par courant continu.
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EXEMPLE V.-
On a préparé un électrolyte de zingage avec les constituants suivants:
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<tb>
<tb> cyanure <SEP> de <SEP> zinc <SEP> . <SEP> 8 <SEP> ounces <SEP> par <SEP> gallon <SEP> (227 <SEP> gr. <SEP> par <SEP> 3,78 <SEP> lit.)
<tb> cyanure <SEP> de <SEP> sodium <SEP> 5 <SEP> " <SEP> (142 <SEP> " <SEP> )
<tb> hydroxyde <SEP> de <SEP> sodium <SEP> 11 <SEP> " <SEP> (132 <SEP> " <SEP> )
<tb>
Des feuilles-rectangulaires ayant une surface de -0,1 pied carré (0,0093 m2) furent recouvertes dans l'électrolyte de zinc dans les conditions suivantes::
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<tb>
<tb> temps <SEP> courant
<tb> cathode <SEP> 15 <SEP> secondes <SEP> 60 <SEP> amp. <SEP> par <SEP> pied <SEP> carré <SEP> (0,0929 <SEP> m2)
<tb> anode <SEP> 2 <SEP> " <SEP> 65 <SEP> " <SEP> Il
<tb>
La densité effective du courant était de 45 ampères par pied carré (0,0929 m2).
On produisit un dépôt 'de zinc uniforme et lisse grâce ,au cycle galvanoplastique de cet. exemple., La surface de zinc présentait une brillance égale à celle produite par le meilleur procédé par courant continu, connu actuellement. Au surplus, le zinc de cet exemple était déposa sous forme d'un revêtement plus li'sse et plus uniforme que tout autre revêtement produit jusqu'à présent.
EXEMPLE VI. -
Un électrolyte pour le cadmiage avait la. composition suivante:
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<tb>
<tb> oxyde <SEP> de <SEP> cadmium <SEP> 3,5 <SEP> ounces <SEP> par <SEP> gallon, <SEP> 99 <SEP> gr. <SEP> par <SEP> 3,78 <SEP> lit.)
<tb> cyanure <SEP> de <SEP> sodium <SEP> 14,5 <SEP> " <SEP> (411 <SEP> ")
<tb>
Une pièce en acier, consistant en une feuille rectan- gulaire de 0,1 pied carré (0,0093 m2) de surface;, fut immergée dans l'électrolyte et plaquée avec le courant suivant:
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<tb>
<tb> temps <SEP> courent
<tb> cathode <SEP> 15 <SEP> secondes <SEP> 40 <SEP> amp. <SEP> par <SEP> pied <SEP> carre <SEP> (0,0929 <SEP> m2)
<tb> anode <SEP> 2 <SEP> " <SEP> 60 <SEP> Il <SEP> " <SEP> "
<tb>
La 'densité effective du courant était dé 28 ampères par pied carré (0,0929 m2).
Le cadmiage produit constituait une amélioration notable sur tout cadmiage connu avec courant continu.
Les recouvrements étaient exceptionnellement lisses et,offraient une apparence brillante, et polie.
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Dans un pntre ces, des échantillons d'acier furent recouverts dans l'électrolyte de c!"'d1:1ium, cons les conditions suiventes :
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<tb>
<tb> temps <SEP> courant
<tb>
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cathode 15 secondes 60 1#ap< ppr pied cprr'( (0 , 08;:?f) mù) 8nOde 2 if 60 '1 '1
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La densité, effective du courant étrit de au5 pn. pour pied carri (0,0929 m2). Le C^d"'¯1? ;e obtenu en suivent ce cycle ev-'it une G 1.18 11 t,( sussi plevre oue celle '0.r001Ji te (':]1 s? c0nfor- =1rnt eu cycle de courent prcdent.
E:#E.'.PLL VII.Un électrolyte d'argent a 4t' pr0p""l"! avec I." compo- sition suivante: cypnure d'argent ................. 40 gr.par litre
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cyanure de potassium ............. 62,5 fi cyanure de potassium à l'état libre 40 " carbonate de potassium ........... 50 "
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hxyàroxyàe de potassium .... ...... 10 tel
La température du bain était de 80 C. On se servit du cycle à courant alternatif suivant:
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tem-os courpnt
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<tb>
<tb> cathode <SEP> , <SEP> 20 <SEP> secondes <SEP> 15 <SEP> amp. <SEP> par <SEP> pied <SEP> carré <SEP> (0,0929 <SEP> m2)
<tb> anode <SEP> 4 <SEP> " <SEP> 25 <SEP> "
<tb> (en <SEP> moyenne)
<tb>
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L2 densité effective du cournnt 4t?i.t de 8 amp. p'Or pied catté (0,092? rn2).
L'8rRent dpos Fl ecti?olj7tiaue.;pn r-u moyen, de cet électrolyte, en se servant àii cyci p oee courant indicuéj aviit une brillance extr<'Jordi1"'i T'G:"S2:t Dnito. AUC11"l 'olisS:'19 c-i> ill8vl;->gp. '0éc<:enioue T1't"r?1t ''1CPSS7¯Te /t,,,,nt rJonn/ ave l'er;snt ftpit ussi brillant au'on pourrait l'obtenir per n'inport9 ouel tr"'itel1('nt l:1;cRniGue. Conmpr!.1tivRY11:,lt, l'2rent:e dû i'.11 courant continu habituel offrl'it une -ppr'rpnce ;,,o:i¯ns benne, déplaisante et Dlpte. La pellicule d'mrgeiJt produite p""r 1 présente invention 4tr'it eJ;cepts.c-nnel-1 er<irJ-t homogène, lisse et uniforme. L'argentage fa,'¯sawt USé' ::-:e dl) conrent r>lternptif de cette invention serait tOl)t B ±>1.t convenable pour un emploi immd.iat.
L9=?rente pour usages do'nesti-
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que et autres de l'industrie et du commerce serait fructueusement obtenu par le présent procédé sans nécessiter aucun polis- sage mécanique ou autre traitement.
On a utilisé pour l'argent avec d'aussi bons résultats de nombreux autres cycles de. galvanoplastie. Par exemple, la durée passa de 10 à 30 secondes avec une densité du courant câthodique de 15 amp. par pied carré (0,0929 m2). Les densités du courant anodique passèrent de 50 à 150 ampères .par pied carré (0,Q929 m2) au maximum pendant des périodes de temps comprises entre 2,5 et 9 secondes. Les densités du courant anodique tendent, avec l'argent, à diminuer à la fin des périodes. On peut réaliser l'argentage en employant des densités de courant ca- thodique aussi importantes que 100 ampères par pied carré (0,0929 m2).
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BXBgPLf VIII<
On a préparé au moyen des éléments essentiels suivants une solution aqueuse pour la dorure:
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<tb>
<tb> or <SEP> 0,51 <SEP> ounce <SEP> par <SEP> gallon <SEP> (14 <SEP> gr. <SEP> par <SEP> 3,78 <SEP> nit)
<tb>
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cyanure de pota,ssiw1J à 1'étaA natif 0,38 " (il fr . Le cycle de courant utilisé était:
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<tb> temps <SEP> courant <SEP> - <SEP>
<tb> cathode <SEP> 15 <SEP> secondes <SEP> ' <SEP> 10 <SEP> amp. <SEP> par <SEP> pied <SEP> carré <SEP> (0,0929 <SEP> m2)
<tb>
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. anode 2 Il 10 Il (" ) La densité effective du courant était de 3 ampères
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par pied carré (0.,0929 m2).
L'or était déposé électrolytiquement sur une pièce brute rectangulaire, en scier.''L'or était de loin supérieur à toute dorure connue, par courant continu, au double point de vue de l'uniformité et de la coloration.
Les électrolytes des exemples précédents n'épuisent pas toutes les hypothèses mais sont de simples exemples de l'invention actuelle. Dans beaucoup de cas, l'électrode 28 uti- lisée dans chaque solution était constituée du même métal que celui qui était déposé. Cependant, l'électrode était une pièce - inerte, lors de la dorure. On peut effectuer 'la galvanoplastie A
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demanière satisfaisante, suivant cette invention;, quelle que soit ls nature des anodes.
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Pour illustrer un autre avant'-'ge du procfid 4e cette invention, il faut se r^f rer à la fig.6 du plan, nui représen- te une pièce rectangulaire 52 constituant un hoîtier ouvert aux extrémités. La pièce 52 est une forme courante de boîtier destine à enfermer des appareils et des instruments. Pour recouvrir des pièces identiques ou semblables à la nièce 52, il étnit nécessaire/autrefois, d'employer une anodeà l'inté-
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rieur du cadre 5 aussi bien que des anodes autour de 1'?;<térieur du cadre. Même alors, des dépôts f-lectrolytinues inégaux se produisaient souvent.
Par l'usage du cycle de coiqrnnt alternatif de cette invention, on a trouva in possibilité de recouvrir nlectrolytique-rient, de façon absolument uniforme, les deux surfaces intérieure et extérieure de In pièce de cpdre 5, sans se servir d''une anode c1Uelconaue située à l'int- rieur ou sans. recourir à d'autres expédients faisant perdre du temps. Le cuivrage d'un boîtier en scier correspondant
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à 18 pièce 5? a '')rodl1Í t un revêtement lisse et brillant sur les deux surfaces intérieure et extérieure de la pièce, en em-
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ployant uniquement des anodes extérieures. On ne s'attendait pas à ce que la pièce soit si bien plaquée avec des anodes extérieures seulement.
Une particularité importante de l'invention est cons-
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tituée par la répartition meilleure du <uàt>1 1¯;cvf', nui est assurée par le cycle à courant alternatif de cette invention dont la galvanoplastie des pièces des figs. 5 et 6 donne un
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exemple. Les densités du cour.ant ^lvanopl2stinze, roui sont uti- lisables même avec les pièces de surface compliquée, sont beaucoup plus Elevées nue ce ne serait possible en se servant du courant continu.
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Les dépôts électrolytiques nroc1uits par 1'invention ont des propriétés mécaniques aussi bien que chimiques supérieures à celles du'recouvrement produit par les procèdes clas-
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siques; ils sont par conséquent avantageux dans de nombreuses applications nécessitant les meilleures propriétés qu'on puisse obtenir pour le métal déposé électrolytiquement. La ferronnerie d'automobile, qui est soumise au frottement et est exposée à l'humidité ainsi qu'à des gaz délétères, peut être recouverte avec fruit d'un placage plus durable et plus résistant à la cor- rosion, par le procédé de la présente invention.
On constatera que des applications domestiques, soumises à des échauffements, à des acides de la nourriture et à d'autres. influences corrô- sives, seront susceptibles de dur.er plus longtemps et avec de meilleurs résultats, si elles sont fabriquées de la façon exposée ici. On peut supprimer le polissage ou le meulage mé- canique dan.s beaucoup de cas, notamment dans le cuivrage, l'argentage et le laitonnage, étant'donné qu'on aura trouvé la pièce plaquée aussi' brillante qu'on pourrait l'obtenir per n'im- porte quelle opération mécanique de polissage.
On peut préparer des matrices de gravage, des galvanos, des moules pour plastiques et d'autres:pièces semblables de formes compliquées, en recou- vrant électrolytiquement de 'métal, suivant la présente inven- tion, des-pièces brutes des corps en graphite ou en'carbone, des modèles-mère en cire ou en résine, tamponnés avec un re- vêtement conducteur superficiel de graphite ou de poudre mé- tallique, afin de créer un placage beaucoup plus durable et beaucoup plus résistant à l'usage que ce qu'on peut assurer par n'importe quel procédé-connu de galvanoplastie. Le métal plaquée se montrera beaucoup plus dur et plus résistant à la corrosion, dans les conditions.de'service, qu'un métal déposé de façon or- dinaire.
Le modèle sera suivi fidèlement sans recouvrement excessif des coins et des saillies. On obtiendra par conséquent des clichés d'impression et des matrices d'usage prolongé.
Quels que soient la forme, la grandeur ou l'usage de la pièce, toutes les opérations galvanoplastiques devraient être fructueuses en étant conduites avec du courant alternatif, suivant les enseignements de l'invention actuelle.
A
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Le recouvrement par courant alternatif de la préSente invention peut être mis en pratique dans tout type de dispositif ou d'appareil utilise ordinairement en galvanoplastie.
On trouvera généralement que des récipients en acier recouverts de caoutchouc donnent de bons résultats, bien nu'on puisse utiliser du bois, du verre ou d'autres matières. Les pièces à traiter peuvent être suspendues à un support fixe ou à un convoyeur mobile. La grandeur de l'appareil n'a amené aucune difficulté. La galvanoplastie par le cycle à courant alternatif a été mise en application aussi efficacement dans de petits vases en verre nue dans de grands récipients ayant une capacité . de plusieurs centaines de gallons d'électrolyte.
On appréciera le fait qu'on peut déposer lectrolyti- quement des alliages aussi bien que des métaux simples, par le présent procédé à courant alternatif. On peut recouvrir une pièce unique de plusieurs dépôts successifs de métal dans toutes les proportions voulues.
On peut agiter ou répartir l'électrolyte suivant des pratiques bien connues en galvanoplastie. On a trouvé souhaitable de maintenir un électrolyte propre, par exemple par un filtrage ou par une opération similaire, étant donné que les dépôts électrolytiques présentent une surface tellement polie que toute impureté solide, venant de l'électrolyte et déposée sur l'ouvrage plaqué, est bea.ucoup plus apparente que dans la galvanoplastie ordinaire. On peut modifier la température de l'électrolyte pour l'approprier aux exigences du recouvrement. Le cycle du courant fonctionne aussi bien à des températures d'eau bouillante qu'à des températures inférieures à l'ambiance.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.